本发明专利技术属于民航技术领域，具体涉及了一种航班进离场调度方法、系统、装置。本发明专利技术方法包括：获取进离场航班集合；固定冻结航班进离场时间，基于时间窗约束随机生成各待优化进离场航班的进离场时间，得到第一排序；基于最小安全时间间隔表，顺次更新进离场时间更新得到第一进离场策略；保留待优化进离场航班特定数量时间不变的基础上，顺次采用上述法获得第二排序、第二进离场策略；基于延迟成本函数，分别计算第一进离场策略、第二进离场策略的延迟成本；基于Metropolis准则，迭代执行更新第二进离场策略直至达到预设的迭代停止条件。本发明专利技术提高了调度策略的生成效率，兼顾固定时间进离场的需求，机场全时段的适用性强。机场全时段的适用性强。机场全时段的适用性强。
【技术实现步骤摘要】
航班进离场调度方法、系统、装置
[0001]本专利技术属于民航
，具体涉及了一种航班进离场调度方法、系统、装置。
技术介绍
[0002]随着空中交通流量的快速增长，机场的吞吐量成为了限制流量增长的一个重要因素，一些机场采用增修多条跑道来扩增吞吐量，但是还有很多机场由于场地限制无法进行跑道扩增，这样通过智能算法进行航班进离场的调度策略的优化，越来越受到业界的关注。
[0003]目前航班的进离场调度方法大多以最小化时间延误、最小化经济损失、最小化时间间隙为目标，但是忽略了机场进离场存在密集时段和稀松时段，上述优化目标在密集时段适用性较强，但是稀松时段的优化效果略显不足，同时，上述调度方法没有考虑机场经常出现的固定时间进离场的特殊情况。
技术实现思路
[0004]为了解决现有技术中的上述问题，即提高调度策略的生成效率，同时兼顾固定时间进离场的需求的问题，本专利技术提供了一种航班进离场调度方法、系统、装置。
[0005]本专利技术的另一方面，提出了一种航班进离场调度方法，包括：S100，获取进离场航班集合F，包括待优化进离场航班、冻结航班；S200，固定冻结航班进离场时间，基于各待优化进离场航班的时间窗约束，随机生成各待优化进离场航班的进离场时间，排序后得到第一排序；S300，基于预设的最小安全时间间隔表，顺次对第一排序中航班的进离场时间更新，得到第一进离场策略；S400，将第一进离场策略中待优化进离场航班保留S项时间不变的基础上，顺次采用S200、S300的方法获得第二排序、第二进离场策略；S500，基于预设的延迟成本函数E，分别计算第一进离场策略、第二进离场策略的延迟成本；S600，基于Metropolis准则，接受/拒绝第二进离场策略；S700，迭代执行S400
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S600直至达到预设的迭代停止条件，输出当前第二进离场策略作为航班进离场调度策略；其中，S的初始值为1，S
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1为迭代过程中出现第二进离场策略相对第一进离场策略延迟成本出现连续p次下降的计数。
[0006]在优选的实时方式中，所述延迟成本函数为：其中，、、、分别为进离场策略中第个航班起飞延误时长、起飞提前时长、降落延误时长、降落提前时长；a、b、c、d分别为起飞延误、起飞提前、降
落延误、降落提前的权重系数；为进离场策略中第i个航班相对于其在FCFS中的位置向前/向后偏的位置量；为航班相对于其在FCFS中的位置向前/向后偏的预设的最大位置量；Q为进离场策略中各航班之间空闲时间分布的均匀度；n为进离场航班的总数。
[0007]在优选的实时方式中，进离场策略中各航班之间空闲时间分布的均匀度Q为进离场策略中各航班之间空闲时间分布的均匀度Q为其中，为进离场策略中第i个航班和第i+1个航班之间的空闲时间，为进离场策略中相邻航班之间空闲时间的均值。
[0008]在优选的实时方式中，进离场航班集合F中的冻结航班包括待优化时间窗口之前最近邻的两个航班、待优化时间窗口内设定固定进离场时间的航班。
[0009]在优选的实时方式中，基于预设的最小安全时间间隔表，顺次对第一排序中航班的进离场时间更新，其方法为：对于第一排序中第个航班，基于第、个航班的机型、进离场类型，从预审的最小安全时间间隔表中分别获取其与第、个航班的最小安全时间间隔得到两个进离场时间，选取靠后的时间作为第i个航班的待选进离场时间；若第i个航班在先随机生成的时间早于所述待选进离场时间，则将第i个航班的进离场时间更新为所述待选进离场时间，否则保留在先随机生成的时间为该航班的进离场时间。
[0010]在优选的实时方式中，S600中基于Metropolis准则，接受/拒绝第二进离场策略，其方法为：接受第二进离场策略：利用第二进离场策略更新第一进离场策略；若第二进离场策略相较于第一进离场策略总的延迟成本连续p次下降，则令S=S+1；执行S700；拒绝第二进离场策略：舍弃第二进离场策略，执行S700。
[0011]在优选的实时方式中，所述预设的最小安全时间间隔表为：将起降飞机尾涡流间隔标准表与增加时间调整量表格进行对应项的时间叠加后得到；所述增加时间调整量表格与起降飞机尾涡流间隔标准表表格格式一致，其中各项数据通过人机交互界面录入获取。
[0012]在优选的实时方式中，S300中，顺次对第一排序中航班的进离场时间更新之后，还
包括基于预设约束条件对第一进离场策略的判断，若不满足约束条件，则舍弃该第一进离场策略，跳转S200。
[0013]在优选的实时方式中，所述预设约束条件包括最小时间间隔约束、最大提前时间约束、最大延误时间约束跑道资源约束。
[0014]在优选的实时方式中，S200中用于随机生成待优化进离场航班的进离场时间的时间窗约束为：，其中，、分别航班i为允许的最大提前时间、最大延误时间，为基于起降飞机尾涡流间隔标准表统计的平均间隔时间。
[0015]本专利技术的第二方面，提出了一种航班进离场调度系统，包括：第一模块，获取进离场航班集合F，包括待优化进离场航班、冻结航班；第二模块，固定冻结航班进离场时间，基于各待优化进离场航班的时间窗约束，随机生成各待优化进离场航班的进离场时间，排序后得到第一排序；第三模块，基于预设的最小安全时间间隔表，顺次对第一排序中航班的进离场时间更新，得到第一进离场策略；第四模块，将第一进离场策略中待优化进离场航班保留S项时间不变的基础上，顺次通过第二模块、第三模块获得第二排序、第二进离场策略；第五模块，并基于预设的延迟成本函数E，分别计算第一进离场策略、第二进离场策略的延迟成本；第六模块，基于Metropolis准则，接受/拒绝第二进离场策略；第七模块，通过第四模块、第五模块、第六模块迭代直至达到预设的迭代停止条件，输出当前第二进离场策略作为航班进离场调度策略；其中，S的初始值为1，S
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1为迭代过程中出现第二进离场策略相对第一进离场策略延迟成本出现连续p次下降的计数。
[0016]本专利技术的第三方面，提出了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述处理器执行的指令，所述指令用于被所述处理器执行以实现上述的航班进离场调度方法。
[0017]本专利技术的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于被所述计算机执行以实现上述的航班进离场调度方法。
[0018]本专利技术的有益效果：（1）本专利技术基于进离场航班的时间窗口约束，随机生成对应航班的进离场时间，并进行迭代优化的方式，极大减少了无效方案的产生量，同时结合Metropolis准则的迭代优化，极大提高了调度策略的优化生成效率；（2）将冻结航班时间固化后放入待优化航班队列中进行整体调度策略的优化，使冻结航班与待优化航班队列更有效的结合，得到的包含冻结航班的调度策略整体上调度策略更加合理、高效；（3）延迟成本函数中将班起飞延误时长、起飞提前时长、降落延误时长、降落提前
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种航班进离场调度方法，其特征在于，包括：S100，获取进离场航班集合F，包括待优化进离场航班、冻结航班；S200，固定冻结航班进离场时间，基于各待优化进离场航班的时间窗约束，随机生成各待优化进离场航班的进离场时间，排序后得到第一排序；S300，基于预设的最小安全时间间隔表，顺次对第一排序中航班的进离场时间更新，得到第一进离场策略；S400，将第一进离场策略中待优化进离场航班保留S项时间不变的基础上，顺次采用S200、S300的方法获得第二排序、第二进离场策略；S500，基于预设的延迟成本函数，分别计算第一进离场策略、第二进离场策略的延迟成本；S600，基于Metropolis准则，接受/拒绝第二进离场策略；S700，迭代执行S400
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S600直至达到预设的迭代停止条件，输出当前第二进离场策略作为航班进离场调度策略；其中，S的初始值为1，S
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1为迭代过程中出现第二进离场策略相对第一进离场策略延迟成本出现连续p次下降的计数。2.根据权利要求1所述的航班进离场调度方法，其特征在于，所述延迟成本函数E为其中，、、、 分别为进离场策略中第i个航班起飞延误时长、起飞提前时长、降落延误时长、降落提前时长；a、b、c、d分别为起飞延误、起飞提前、降落延误、降落提前的权重系数；为进离场策略中第i个航班相对于其在FCFS中的位置向前/向后偏的位置量；为航班相对于其在FCFS中的位置向前/向后偏的预设的最大位置量；Q为进离场策略中各航班之间空闲时间分布的均匀度；n为进离场航班的总数。3.根据权利要求2所述的航班进离场调度方法，其特征在于，进离场策略中各航班之间空闲时间分布的均匀度Q为空闲时间分布的均匀度Q为其中，为进离场策略中第i个航班和第个航班之间的空闲时间，为进离场策略中相邻航班之间空闲时间的均值。
4.根据权利要求1
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3任一项所述的航班进离场调度方法，其特征在于，进离场航班集合F中的冻结航班包括待优化时间窗口之前最近邻的两个航班、待优化时间窗口内设定固定进离场时间的航班。5.根据权利要求4所述的航班进离场调度方法，其特征在于，基于预设的最小安全时间间隔表，顺次对第一排序中航班的进离场时间更新，其方法为：对于第一排序中第个航班，基于第、个航班的机型、进离场类型，从预审的最小安全时间间隔表中分别获取其与第、个航班的最小安全时间间隔得到两个进离场时间，选取靠后的时间作为第i个航班的待选进离场时间；若第i个航班在先随机生成的时间早于所述待选进离场时间，则将第i个航班的进离场时间更新为所述待选进离场时间，否则保留在先随机生成的时间为该航班的进离场时间。6.根据权利要求5所述的航班进离场调度方法，其特征在于，S600中基于Metropolis准则，接受/拒绝第二进离场策略，其方法为：接受第二进离场策略：利用第二进离场策略更新第一进离场策略；若第二进离场策略相较...
【专利技术属性】
技术研发人员：于海，蒋进，
申请(专利权)人：珠海翔翼航空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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